变频电源范文

变频电源范文第1篇

1 开关电源的技术要求

输入电压:交流三相380±10%, 50Hz。

输出电压:额定直流220V, 调节范围160V~280V。

输出电流:最大10A。

输出纹波:纹波系数不大于0.5%。

工作温度:0~40℃。

2 主电路设计

2.1 主电路的选型

开关电源的电路结构众多, 有正激型、反激型、半桥型和全桥型, 一般来说 (1W~100W) 宜采用反激型电路, 100W以上应采用正激型, 500W以上采用半桥型和全桥型较为合理, 而成本要求较严采用半桥型, 功率很大则选择全桥型。该电源最大输出功率为10×280W=2800W, 属于功率较大的开关电源, 因此应选取全桥型电路;输出电压最高为280V, 考虑到二极管的耐压, 变压器二次侧应采用全桥型整流电路。

2.2 变压器的设计

变压器设计的核心参数有电压比, 铁心的选取、供组匝数, 以及导体的截面积。

(1) 电压比K T。电压比可按进行计算, Vimin为输入直流电压最小值, 一般情况下可取输入电压的1.2倍, 本例中为440V, 而Dmax为最大占空比, 这与控制电路有关, 此处我们暂选为0.9, Vomax为输出电原主的最大值280V。由此, KT≤1.4。

(2) 铁心的选取。铁心的选取可利用公式, PT为变压器的传输的功率, 取2800W, fs为开关频率取50kHz, △B为铁心材料所允许的最大磁通密谋的变化范围, 如果我们选用是铁氧体材料, △B应为0.2T, dc为绕组导体电流密度, 以铜制导线为4A/mm2, 即4×106A/m2, 代入以上参数得, AeAw≥1.4×10-7m4, 而式中, Ae为铁心磁路截面积, Aw为铁心窗口面积, 根据计算值, 我们选取EE65, 那么其对应铁心截面积为Ae=3.8×10-4m2。

(3) 绕组匝数。绕组匝数我们根据公式可以很方便的算出N2的匝数N2=37匝, 又由KT≤1.4可算出N1=52匝。

(4) 绕组导体截面。由AC2==2.5mm2, 同样可根据电压比可算出AC1=1.8mm2。

2.3 输出滤波电路的设计

(1) 滤波电感的设计。

对于滤波电感, 首先要计算其中感值, 公式为

其中:为电感电流最大纹波峰峰值, 一般取最大输出电流的20%, 此处为2 A。

故:L=7×10-4H=0.7m H。

得到电感值以后, 我们可以利用公式采取与变压器铁蕊计算相同的方法来计算电感的铁芯以及绕组匝数。

通过计算AeAw≥1.28×10-7m4, 可以

选择铁芯型号为EE55b, 其Ae=3.57×10-4m2, A w=3.69×10-4m 2。

再利用公式计算绕组匝数至于Bmax可以 (0.2-0.3) T, 由此可得NL=72匝。

(2) 滤波电容的确定。

滤波电容是比较容易确定, 首先耐压值可以直接确定为400V左右, 其容量与负载大于2有关, 可利用来确定。

2.4 开关器件及二极管的设计

(1) 变压器二次侧整流二极管的设计。二极管所承受的反向电压最大值均为422V, 考虑二极管关断时会有过电压, 以及浪涌等因素, 因此二极管的耐压不低于600V流过二级管的平均电流为5A, 但由于电容的存在, 考虑过冲击电流等因素, 二极管允许流过电流的峰值应大于10A, 而二级管的损耗功率 (即发热功率) 在1KW以上这个值可估算, 但可尽管大些, 这样大的功率必须装散热器, 并需要强制风冷, 可选择DSEI30-06A二级管。

(2) 开关器件的设计。开关器件选取电力MOSFET, 其耐压值应大于输入电压整流后的峰值590V, 同样考虑过电压以及浪涌开关器件耐压取800以上。其流过开关器件的峰值电流为, 因而可选择耐压为800 V, 电流为15 A的1XFH15N80的MOSFET, 同样需装散热器。

3 成型电路

如图1。

4 设计经验总结

(1) 主电路的选型的关键, 在文中我们已有详细的区分。

(2) 对于一些参数的取值是模糊的经验值。如文中△B取0.2T, △取最大输出电流的20%, 绕组在铁心窗口中的填充因数KC取0.5以及二极管和开关器的耐压值估值等, 在设计过程虽然可以大胆引用, 但在不同选型的主电路要根据需修改, 才能更合乎要求。

摘要：本文通过一个大功率开关电源主电路的设计诠释了开关电源的建模和元器件的参数计算和选择以及成型, 并对部分模糊参数的取值范围进行了设定, 降低了设计难度。

关键词：开关电源,主电源

参考文献

[1] 朱左甫.电子变压器[M].电子科大出版社, 1994.

[2] 叶治政.开关稳压电源[M].高等教育出版社, 1990.

[3] 张占松.开关电源的原理与设计[M].电子工业出版社, 1998.

变频电源范文第2篇

1、电动机的效率和温升的问题

不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。拒资料介绍，以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为：2u+1(u为调制比)。

高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜(铝)耗。因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%--20%。

2、电动机绝缘强度问题

目前中小型变频器，不少是采用PWM的控制方式。他的载波频率约为几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压，使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。另外，由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上，会对电动机对地绝缘构成威胁，对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。

3、谐波电磁噪声与震动

普通异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉，形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。

4、电动机对频繁启动、制动的适应能力

由于采用变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁启动和制动创造了条件，因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。

5、低转速时的冷却问题

首先，异步电动机的阻抗不尽理想，当电源频率较底时，电源中高次谐波所引起的损耗较大。其次，普通异步电动机再转速降低时，冷却风量与转速的三次方成比例减小，致使电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，难以实现恒转矩输出。

二、变频电动机的特点

1、电磁设计

对普通异步电动机来说，再设计时主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。而变频电动机，由于临界转差率反比于电源频率，可以在临界转差率接近1时直接启动，因此，过载能力和启动性能不在需要过多考虑，而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。方式一般如下：

1)尽可能的减小定子和转子电阻。

减小定子电阻即可降低基波铜耗，以弥补高次谐波引起的铜耗增

2)为抑制电流中的高次谐波，需适当增加电动机的电感。但转子槽漏抗较大其集肤效应也大，高次谐波铜耗也增大。因此，电动机漏抗的大小要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性。

3)变频电动机的主磁路一般设计成不饱和状态，一是考虑高次谐波会加深磁路饱和，二是考虑在低频时，为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压。

2、结构设计

再结构设计时，主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响，一般注意以下问题：

1)绝缘等级，一般为F级或更高，加强对地绝缘和线匝绝缘强度，特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。

2)对电机的振动、噪声问题，要充分考虑电动机构件及整体的刚性，尽力提高其固有频率，以避开与各次力波产生共振现象。

3)冷却方式：一般采用强迫通风冷却，即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。

4)防止轴电流措施，对容量超过160KW电动机应采用轴承绝缘措施。主要是易产生磁路不对称，也会产生轴电流，当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时，轴电流将大为增加，从而导致轴承损坏，所以一般要采取绝缘措施。

5)对恒功率变频电动机，当转速超过3000/min时，应采用耐高温的特殊润滑脂，以补偿轴承的温度升高

101皮带硫化技术措施

一、工程概况

101皮带位于主井口房与原煤仓之间。皮带全长164m，其中硫化长度为1.6m。为保证硫化施工安全和施工质量特制定本措施。

二、施工时间：2005年8月29日13：30-17：30

三、施工地点：101皮带栈桥

四、安全负责人：刁朝武

五、施工负责人：钱军

项目负责人：周庆国

六、施工前的准备工作

1、组织有关人员认真学习硫化知识，学习中发现疑问及时提出，得到解决后方可编写施工安全技术措施。

2、报材料采购计划。

3、制定切实可行的施工方案。

4、根据施工要求安放硫化设备。

5、按设备要求接线。

6、准备好施工中所需的工器具、材料等。

七、施工方案

首先用2个葫芦把重锤拉紧装置提升上来，使皮带放松。然后把硫化机放好位置，并接上电源。在要硫化的皮带下面先铺上液压板，液压板上面铺上电热板。在电热板的上面铺上高温纸，然后把要硫化的皮带放在上面。把要硫化的这一段皮带用专用刀割齐，再用磨光机磨这一层面，磨好后用毛刷扫干净皮带上的磨屑，用汽油(120#)清洗磨面。然后用胶糊涂抹磨面和所要贴的胶带，要涂抹均匀。涂抹完后把胶带贴到皮带上，然后再用胶糊涂个贴边。接着铺上高温纸，盖上电热板，上面加上木板，再加上加压横梁紧固好螺栓，压紧加压横梁。最后接好线，送上电进行加热，在温度达到145℃，稳定在此温度左右，再加热30分钟。最后关掉电源，等温度慢慢降下来后，取下硫化设备，落下张紧装置，重新张紧皮带。

八、施工步骤

1、首先用2个葫芦把重锤拉紧装置提升上来，使皮带放松。

2、然后把硫化机放好位置，并接上电源。

3、在要硫化的皮带下面先铺上液压板，液压板上面铺上电热板。在电热板的上面铺上高温纸，然后把要硫化的皮带放在上面。

4、把要硫化的这一段皮带用专用刀割齐，再用磨光机磨这一层面，磨好后用毛刷扫干净皮带上的磨屑，用汽油(120#)清洗磨面。

5、然后用胶糊涂抹磨面和所要贴的胶带，要涂抹均匀。

6、涂抹完后把胶带贴到皮带上，然后再用胶糊涂个贴边。

7、接着铺上高温纸，盖上电热板，上面加上木板，再加上加压横梁紧固好螺栓，压紧加压横梁。

8、最后接好线，送上电进行加热，在温度达到145℃，稳定在此温度左右，再加热30分钟。

9、最后关掉电源，等温度慢慢降下来后，取下硫化设备，落下张紧装置，重新张紧皮带。

九、注意事项

1、施工前由安全监护人检查安全用具、使用工具、起吊用品等，必须安全可靠。

2、安全监护人施工前要认真贯彻施工安全技术措施，由现场施工负责人对准备工作逐项进行全面检查。

3、起吊重物前，应仔细检查起吊物是否挂稳、挂牢，检查手拉葫芦、起吊钢丝绳及起吊装置是否安全可靠，合符要求。

4、起吊重物时，严禁在起吊物下作业、逗留，以免起吊物及起吊装置坠落伤人。

5、硫化机接线时，一定要弄清楚其额定电压，不要接错线烧坏电机。

6、铺加热板及加压横梁时，要注意拿好，以免脱手砸伤人员。

7、加热时要时刻注意其温度的变化，做好加热计时工作。

8、施工的所有人员必须服从施工负责人的统一指挥，安全监护人严把安全关，搞好自主保安和互助保安。

9、矿安检人员必须到现场监督施工安全，发现未按措施作业或有安全隐患时，应下令停止作业，整改合格后方可进行施工。

10、起重设备、设施必须在施工前做试验。

11、施工中使用汽油，一定要注意防火，禁止吸烟和明火。

12、准备4支灭火器

带式输送机是输送系统的主要设备，它的安全稳定运行直接影响到原料供应。而胶带的跑偏是带式输送机的最常见故障，对其及时准确的处理是其安全稳定运行的保障。跑偏的现象和原因很多，要根据不同的跑偏现象和原因采取不同的调整方法，才能有效地解决问题。本文是根据多年现场实践，从使用者角度出发，利用力学原理分析与说明此类故障的原因及处理方法。

一、承载托辊组安装位置与输送机中心线的垂直度误差较大,导致胶带在承载段向一则跑偏。如下图所示，胶带向前运行时给托辊一个向前的牵引力Fq，这个牵引力分解为使托辊转动的分力Fz和一个横向分力Fc，这个横向分力使托辊轴向窜动，由于托辊支架的固定托辊是无法轴向窜动的，它必然就会对胶带产生一个反作用力Fy，它使胶带向另一侧移动，从

而

导

致

了

跑

偏

。

搞清楚了承载托辊组安装偏斜时的受力情况，就不难理解胶带跑偏的原因了，调整的方法也就明了了，第一种方法就是在制造时托辊组的两侧安装孔都加工成长孔，以便进行调整。具体调整方法见图二，具体方法是皮带偏向哪一侧，托辊组的哪一侧朝皮带前进方向前移，或另外一侧后移。如图二所示皮带向上方向跑偏则托辊组的下位处应当向左移动，托辊组的上位处向右移动。第二种方法是安装调心托辊组，调心托辊组有多种类型如中间转轴式、四连杆式、立辊式等，其原理是采用阻挡或托辊在水平面内 方向转动阻挡或产生横向推力使皮带自动向心达到调整皮带跑偏的目的，其受力情况和承载托辊组偏斜受力情况相同。一般在带式输送机总长度较短时或带式输送机双向运行时采用此方法比较合理，原因是较短带式输送机更容易跑偏并且不容易调整。而长带式输送机最好不采用此方法，因为调心托辊组的使用会对胶带的使用寿命产生一定的影响。

二、头部驱动滚筒或尾部改向滚筒的轴线与输送机中心线不垂直，造成胶带在头部滚筒或尾部改向滚筒处跑偏。如下图所示，滚筒偏斜时，胶带在滚筒两侧的松紧度不一致，沿宽度方向上所受的牵引力Fq也就不一致，成递增或递减趋势，这样就会使胶带附加一个向递减方向的移动力Fy，导致胶带向松侧跑偏，即所谓的“跑松不跑紧”。

其调整方法为：对于头部滚筒如胶带向滚筒的右侧跑偏，则右侧的轴承座应当向前移动，胶带向滚筒的左侧跑偏，则左侧的轴承座应当向前移动，相对应的也可将左侧轴承座后移或右侧轴承座后移。尾部滚筒的调整方法与头部滚筒刚好相反。经过反复调整直到胶带调到较理想的位置。在调整驱动或改向滚筒前最好准确安装其位置。

三、滚筒外表面加工误差、粘料或磨损不均造成直径大小不一，胶带会向直径较大的一侧跑偏。即所谓的“跑大不跑小”。其受力情况如图四所示：胶带的牵引力Fq产生一个向直径大侧的移动分力Fy，在分力Fy的作用下，胶带产生偏移。

对于这种情况，解决的方法就是清理干净滚筒表面粘料，加工误差和磨损不均的就要更换下来重新加工包胶处理。

四、转载点处落料位置不正对造成胶带跑偏，转载点处物料的落料位置对胶带的跑偏有非常大的影响，尤其在上条输送机与本条输送机在水平面的投影成垂直时影响更大。通常应当考虑转载点处上下两条皮带机的相对高度。相对高度越低，物料的水平速度分量越大，对下层皮带的侧向冲击力Fc也越大，同时物料也很难居中。使在胶带横断面上的物料偏斜，冲击力Fc的水平分力Fy最终导致皮带跑偏。如果物料偏到右侧，则皮带向左侧跑偏

，

反

之

亦

然

。

对于这种情况下的跑偏，在设计过程中应尽可能地加大两条输送机的相对高度。在受空间限制的带式输送机的上下漏斗、导料槽等件的形式与尺寸更应认真考虑。一般导料槽的的宽度应为皮带宽度的五分之三左右比较合适。为减少或避免皮带跑偏可增加挡料板阻挡物料，改变物料的下落方向和位置。

五、胶带本身的的问题，如胶带使用时间长，产生老化变形、边缘磨损，或者胶带损坏后重新制作的接头中心不正，这些都会使胶带两侧边所受拉力不一致而导致跑偏。这种情况胶带全长上会向一侧跑偏，最大跑偏在不正的接头处，处理的方法只有对中心不正的胶接头重新制作，胶带老化变形的给予更换处理。

六、输送机的张紧装置使胶带的张紧力不够，胶带无载时或少量载荷时不跑偏，当载荷稍大时就会出现跑偏现象。张紧装置是保证胶带始终保持足够的张紧力的有效装置，张紧力不够，胶带的稳定性就很差，受外力干扰的影响就越大，严重时还会产生打滑现象。对于使用重锤张紧装置的带式运输机可添加配重来解决，但不应添加过多，以免使皮带承受不必要的过大张力而降低皮带的使用寿命。 对于使用螺旋张紧或液压张紧的带式运输机可调整张紧行程来增大张紧力。但是，有时张紧行程已不够，皮带出现了永久性变形，这时可将皮带截去一段重新进行胶接。

七、对于设计有凹段的带式输送机，如凹段的曲率半径过小，在启动时如果皮带上没有物料，在凹段区间处皮带就会弹起，遇到大风天气时还会将皮带吹偏，因此，最好在皮带运输机的凹段处增设压带轮来避免皮带的弹起或被风吹偏。斗轮堆取料机的下层穿过式胶带在尾车堆料状态时就会产生一个很大的凹段，此处最容易发生跑偏。如下层输送机有机架下沉，更会加剧胶带的腾空范围，极易跑偏。因此，在设计阶段应尽可能地采用较大的凹段曲率半径来避免此类情况的发生。

变频电源范文第3篇

(1.国防科学技术大学，湖南 长沙 410073;湖南银河电气有限公司, 湖南 长沙410073 ;2.西南交通大

学电气工程学院, 四川 成都 610031)

摘要：本文首先对三表法和二表法在电机试验中的测量方式进行了比较，其次分析了电容电流存在时的电机功率测量方法及误差，并对两表法测量进行了改进，最后讨论了电容电流对功率测量的影响以及消除方法。

关键词： 电机试验，功率测量，二表法，三表法，电容电流

1,

21,3

A Brief Talk on Power Measurement of Variable Frequency Electrical Machine

Xu Wei-zhuan,DONG Xing-jian

(1.HuNan Yinhe Electric Co..Ltd, Changsha Hunan 410073, China 2.Department of Electric Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu Sichuan 610031, China;)

21,2Abstract: The comparison between double meter method and three meter method on Electrical Machine test is firstly introduced. Then the power measurement method and its error with capacitor current existing are analyzed. Next, a method to improve the double meter method is proposed. Finally, the influence and its eliminations are discussed.

Key words: Electrical machine test, Power measurement, Double meter method, Three meter method, Capacitor current 0 引言

随着变频调速技术的高速发展。变频电源作为电机试验电源，存在诸多的优势，但是，与区别于机组电源相比，变频电源存在一些机组电源所未遇到的问题。比如功率测试，《变频器供电三相笼型感应电动机试验方法》[1]报批稿指出，“脉冲频率高的场合不宜使用两表法(Aron接法)。这是因有电容电流存在，输入电流相量之和可能不为零。因此，应采用每相用一个功率表的测量方法”。

本文首先分析了三表法和二表法的功率测量原理，随后就电容电流存在时的功率测量方法和误差，对三表法和二表法进行了对比，最后讨论了实际应用中如何处理电容电流对功率测量的影响。

iAANBCiBiC 图1 Y型三相电路

式中，iA(t)、iB(t)、iC(t)为三相瞬时电流，

uAN(t)、uBN(t)、uCN(t)为三相瞬时电压。

式(1),(2)即为三表法测量功率的原理，图2为三表法的测量电路。

*A*1 三表法和两表法功率测量原理 WW* 三相电路有功功率的测量方法有二种：三表法，两表法 [2,3,4]。图1为Y型接法的三相电路。

三相瞬时功率：

p(t)uAN(t)iA(t)uBN(t)iB(t)uCN(t)iC(t)

(1)

B*CN*W*平均功率：

图2 三表法测量电路

PUANIAcosAUBNIBcosBUCNICcosC

PAPBPC

(2)

由图(2)知，三表法测量功率的前提是三相

四线制，只有三相绕组为Y型连接，才能接成三相四线制。对于Y连接的三相负载，若中线N未引出，则有 iAiBiC0

(3) 另外 UABUANUBN，UCBUCNUBN

(4) 将上述式(3),(4) 代入式(1)，有

p(t)uAB(t)iA(t)uCB(t)iC(t)

(5) PUABIAcos1UCBICcos2P1P

2(6) 式中，1为UAB与IA的相位差，2为UCB与IC的相位差。式(5)、(6)即为两表法的测量原理，图3为两表法的测量电路。

*A*WBC*W* 图3 两表法测量电路

△连接时，有同样的结论。图3中，两个功率表的公共端接在B相，显然，两表法的接线方式共有3种，分别以A、B、C相为公共点。由两表法的推导过程可知，两表法的应用前提是iAiBiC0，故两表法适用于中线未引出的Y连接或△连接的三相电路，即适用三相三线制的三相电路功率测量，与负载是否对称无关。相反，三表法由于需要将中性点作为电压的参考点，只能用于三相四线制电路的功率测量，不能用于三相三线制电路的功率测量。可见，两表法和三表法的用途不同，一般而言，两者不能兼容，对于确定的电路，能采用两表法测量的，就不能采用三表法测量，反之，能用三表法测量的，就不能用两表法测量。有一种特殊情况，在三相四线制电路中，若中线无电流(例如，电源对称，负载对称的情况下)既可用三表法，也可用两表法。这也许就是部分人认为两表法只适合三相对称电路测量的原因。显然，这种认识是错误的。首先，对称电路，只在电路分析时有意义，对于测量来讲，并无实际意义。因为测量

是人类认知或检验的一个过程，而对称与否，是测量的结果，测量之前，我们并不知道其是否对称。 其次，对于对称电路来说，只需用一个功率表，读数乘以三即可，无需采用两表法或三表法。

2 存在电容电流时的电机功率测量

2.1 测量方法

对于变频器供电的三相系统中，当载波频率较高时，这些高频电压信号经过传输电缆时，会通过周围的杂散电容形成电容电流，在电机内部，包括轴承电容在内的各种分布电容也会形成电容电流，造成三相电流和不等于零，按照两表法的原理，此时采用两表法测量会造成误差。为此，国家标准《变频器供电三相笼型感应电动机试验方法》报批稿指出，“脉冲频率高的场合不宜使用两表法(Aron接法)。这是因有电容电流存在，输入电流相量之和可能不为零。因此，应采用每相用一个功率表的测量方法”，标准中，未明确实际应用中面临的下述问题：

1. 多高的脉冲频率下，不宜使用两表法?

2.用一个功率表测量每一相是否就是三表法?

3.采用三表法，对于中线未引出的电机，如何测量?

4.采用三表法，是否可以忽略电容电流的影响?

杂散电容根据对功率测量的影响，可以分为两种，第一种，其电流最终回到电源，无中线系统，仍然有iAiBiC0;第二种，其电流通过地回路等泄漏，不再回到电源，可能导致无中线系统

iAiBiC0。本文主要考虑第二种杂散电容的影响，并以电容的对地电流影响为例，图4为存在对地电容电流的三相电路。

iiA1AAiA0iGiBiB1BB0iNiCiC1CC0

图4存在对地电容电流的三相电路

图4中。iA1，iB1，iC1为杂散电容引起的泄漏电流。iA0，iB0，iC0为电机绕组实际相电流，iA，iB，iC为总电流，有：

iAiA0iA1 iBiB0iB

1 (6) iCiC0iC1

T (7) P((uANiA0uBNiB0uCNiC0)dt0T(uAGiA1uBGiB1uCGiC1)dt)/T0 由于电容不消耗功率，式(7)的第二项为零，即： TP(uANiA0uBNiB0uCNiC0)dt /T

(8) 0 式(8)说明了两个问题，首先，功率与电容电流无关，其次，从测量角度看，除非电机三相绕组的始端和末端均引出，否则，iA0、iB0、iC0不易直接通过测量获得。为了方便测量，我们对P进行下述变换: TTP((uANiA0uBNiB0uCNiC0)dt(uAGiA1uBGiB1uCGiC1) dt)/T00TT((uANiAuBNiBuCNiC)dt(uANiA1uBNiB1uCNiC1)dt)/T00TT((uANiA1uBNiB1uCNiC1)dt(uNGiA1uNGiB1uNGiC1)dt)/T00 TT(uANiAuBNiBuCNiC)dt/TuNG(iA1iB1i)dt/T

(9) C100 电机试验中，对于较大功率的电机，往往只引出三根线，式(9)中，第一项可直接测量，第二项不易测量，其值取决于电容电流和负载中性点电位。在电容电流不能忽略的情况下，如何准确测量三相电机的功率，尤其是如何采用两表法准确测量功率，对电机试验功率测量具有现实指导意义。 2.2存在电容电流时的三表法测量误差

采用三表法测量的功率为：

T P3(uANiAuBNiBuCNiC)dt/T0

(10) TPuNG(iA1iB1iC1)dt/T0可见，三表法测量功率，并不能完全消除电容电流的影响，假设电容电流带来的附加误差为EP3，

则有：

TEP3uNG(iA1iB1iC1)dt/T

(11)

0当中性点接地时，uNG0，P3P。

2.3 存在电容电流时的两表法测量误差

以B相为公共端，采用两表法测量的功率为：

TP2B(uABiAuCBiC)dt/T0T

(uANiAuBNiAuCNiCuBNiC)dt/T

0TT(uANiAuBNiBuCNiC)dt/T0uBN(iAiBiC)dt/T0T(uANiAuBNiBuCNiC)dt/T0TuNG(iAiBiC)dt/T0TuBG(iAiBiC)dt/T0

TPu

(12)

BG(iAiBiC)dt/T

0 TEPuBG(iAiBiC)dt/T

(13) 0由于 iA0iB0iC00， 所以 iAiBiCiA1iB1iC1。

TEPuBG(iA1iB1iC1)dt/T

(14)

0同理，有：

TP2APuAG(iA1iB1iC1)dt/T

(15) 0

T

(16)

P2CPuCG(iA1iB1iC1)dt/T0 对于电机试验，一般而言，电机的三相绕组基

本对称，分布电容也存在一定的对称性。即：uNGuAG,uNGuBG,uNGuCG。故三表法测量结果较为准确。

3 两表法测量的改进

电机试验中，中线通常没有引出，导致无法采

用三表法进行测量。如何提高两表法的测量精度，具有积极的现实意义。将分别以A、B、C为同名端的三次两表法测量结果进行平均

PP2BP2C2P2A

3 (17) TPAGuBGuCG)(iA1iB1iC1)dt/3T0(uTP(uANuBNuCN3uNG)(iA1iB1iC1)dt/3T0 由于电机试验时，试验电源一般具有较好的对称性，当电源完全对称时，有uANuBNuCN0， 即 TP

(18) 2PuNG(iA1iB1iC1)dt/T

0 此时，测量结果与三表法测量结果相等，图5为测量原理图，图中采用能测量瞬时值的两个电压表和三个电流表，由于uCAuCBuAB，功率可按照式(17)求取。改进后的两表法的优点是适合三相三线制的功率测量。

AAVBAVCA 图5：改进后两表法测量原理图

4 分析与探讨

4.1电容电流对功率测量的影响

不论是三表法、两表法还是改进后的两表法，功率测量结果均受漏电流大小的影响。且其附加的绝对误差均与iA1iB1iC1成正比，iA1iB1iC1与电源电压有关，电压越高，尤其是高次谐波电压越高，iA1iB1iC1越大。其相对误差与功率P有关，当P越小，相对误差越大。即：电源电压固定时，负载电流越小，相对误差越大;功率因素越低，相对误差越大。就电机试验而言，同样的变频器，对于同一台电机而言，负载试验时，误差较小;空载试验时，误差较大。

4.2 分离负载电流与电容电流

不论是三表法、两表法还是改进后的三表法，功率测量结果均受电容电流大小的影响。在了解测

量方法和误差后，更重要的是如何分离负载电流和电容电流，实现用两表法或三表法准确测量功率。

不论是三表法还是两表法，测量到的线电流为负载电流与电容电流之和，我们称为总电流。电容电流的大小与载波频率有关，载波频率越高，电容电流越大，由于分布电容的容量较小，电容电流主要由高次谐波构成。由于电机负载呈感性，负载电流主要由基波和低次谐波构成。

理论上，我们可以通过对总电流的谐波成分进行分析估计电容电流的大小，较高次的谐波电流，主要是电容电流，基波电流及较低次的谐波电流，主要是负载电流。而实际上，不同特性的电机，对谐波的截止频率不同，我们很难用一个通用的，确切的频率值来衡量这个界限，从而不能有效地指导实际测量。实际测量时，更有效的办法应该是尽量减小电容电流。首先，对于线路电容电流，其大小与载波频率，脉冲上升时间，电缆长度有关，实际测量时，只要将测试设备尽可能靠近电机端，完全可以忽略电容电流的影响，还可减小线路电压降对功率测试的影响。其次，电容电流由高次电压谐波造成，而高次电压谐波除了增加功率测量误差外，还有诸多的危害，如：

1.在电缆传输环节，高次谐波会造成过冲电压，损

坏电机绝缘。 2. 在电机内部，高次谐波导致的轴承电流会损害电

机轴承。

3.高次谐波产生很强的电磁干扰，影响其它设备运

行。

因此，不论是电机试验还是工业运行的变频电源，都应该尽可能减小这种高次谐波。对于变频电机试验而言，若要求试验电源是正谐波电源，需要在变频器的输出加装正谐波滤波器。若要求模拟用户运行环境，可采用诸如dv/dt滤波器等低通滤波器以保护电机。只要采取了上述两种方式中的任意一种，均可大大减小电容电流，提高功率测试精度。

对于载波频率较高，而输出又未加装任何滤波器的变频器，可通过下述方法判断电容电流的大小。不引出中线或将中线悬空，采用三个宽频带的电流传感器，由于iAiBiCiA1iB1iC1，通过对三相电流的高速采样，运算其向量和，该向量和即为电容电流的向量和。

5 结论

电容电流存在，输入电流向量和可能不为零，对两表法或三表法测量均会造成附加误差。改进后的两表法测试误差与三表法基本相当。就电机试验而言，可通过就近测量和附加滤波器等方式减小电容电流，提高测试精度。

【参考文献】

[1]GB/T 22670-2008 变频器供电三相笼型感应电动机试验

方法[ S]. [2].邱关源.《电路(第五版)》[M].北京:高等教育出版

社,2006. [3] 龚立娇,吴延祥,李玲. 三相功率的测量方法[J],石河子大

学学报(自然科学版), 2005,(02) . [4] 刘丽君,伍斌. 三相电功率两表测量接线方法的研究[J],

变频电源范文第4篇

摘 要 近年来随着我国社会经济的不断发展，各生产领域也得到了快速的发展，其中电子行业的发展尤为迅速，作为国内支柱产业，电子行业对人们的正常生活和国民经济的整体发展都会形成重要的保障。随着电子技术的发展，变频器的可靠性及相关技术也得到了不断的提高，为这一行业的发展奠定了坚实的基础。

关键词 现代变频器；发展；应用

近年来随着社会的不断发展，国内市场中高科技智能产品已经遍布每个角落，高科技电子产业已经占据了国内经济市场中的领先地位。在电子产业中变频器的发展已经成为国人的骄傲。很长一段时间以来，目前相关生产单位和企业已经将目光放在了这一行业上，但并没有形成一定的规模效应。本文基于以上背景，对现代变频器的发展及实际应用情况展开了进一步的分析，下面就让我们一同探讨。

1 变频器的分类

在实际应用过程中，变频器的划分有多种划分依据，以工作中主电路的运行方式为依据进行划分，可以将其分成两种不同类型，即电流型变频器和电压型变频器；如果以变频器开关作为依据进行划分，可以将其分为三种不同类型，即PAM、PWM和高载频PWM控制变频器；如果以变频器运行机理为依据对其进行划分，有三种不同类型，即V/f控制变频器、矢量控制变频器以及转差频率控制变频器；如果以其用途作为依据进行划分，则有五种不同类型，即通用、高性能专用、高频、单相、三相变频器。由此来看，不管是何种电力设备，都有与之配合的变频器对其电压及频率的进行控制，这一点是与人们的各种要求相符合的。从电压来看有低压与高压变频器。

2 变频器的发展及应用

现代变频器可以使负荷的电压及频率得到改变，同时还能起到频率、电压都恒定的作用。现阶段不同国家变频器所使用的电源有家用和工用供电电源，可以按照相关要求将其频率和电压分别设定成为400V/50Hz和200V/60Hz（50Hz），为了使产生的电压与频率可变，除此之外还要对两种电压和频率进行转换之后才能投入正式使用之中。

2.1 变频器的发展

电子元件的发展在我国还要追溯到20世纪60年代，一共经历了晶闸管等三种变频器演化过程。也正是因为经过了不断的发展，变频器的发展才能不断推进电子变换技术得到进一步的更新，脉宽式调制变频器在20世纪70年代初期因为其转换技术受到了人们的重视与关注，一直到了上世纪80年代，核心PWM模式变频器再次吸引了人们的目光，并通过不断的创新与改进，创造出了更多的变频器优化模式，在众多变频器优化模式中鞍形波PWM模式作为一种变频效果波形最好的变频器突颖而出。由于电子器件及电子技术的飞速发展使得变频装置的体积和性能都有了极大的改变。

现阶段国内市场中变频器的性能和规格各有不同，使得消费者在采购过程中有时不能对其进行正确的选择。从变频器目前的发展情况来看，与国外其他国家相比，我国变频器发展速度要快很多，虽然如此，但是从供货来源上来看，我国变频器始终被国外知名知名品牌垄断，这主要是因为两点原因，首先，国外很多知名变频器品牌引进我国比较早，国人在购买变频器时也很重视品牌和质量，其次，因为我国变频器质量始终处于同类产品的中端位置，加上国内变频器品种相对单一，使用性能也不强。所以，为了在最短时间之内使国内变频器能够与国际变频器水平持平，需要积极引进国外的先进生产技术，特别是功率模块的制造技术，还要加强对变频器的质量管理，控制变频器的生产流程，进而使我国变频器的智能化与网络化水平得到提高。这样变频器厂家才能在更短时间内敢追国际变频器的生产质量水平。

2.2 变频器的实践应用

变频器在国内除一少部分用于做变频电源外大多的变频器主要作用是为电动机调速度，其作用主要有两方面：1）节能，风机水泵类负载，与直接电网相比，使用变频器之后的运行更省电，起到节能作用，电机运行工艺与节能作用直接相关。电机往往要长时间运行，它在低负荷时会浪费大量能量，如果长时间低负荷运行，那么变频器的使用则十分必要。2）满足工艺及性能要求，在冶金、工业自动化及电梯等行业，一些工艺要求要电机软启动及精确调速，这时便需要通过变频器对其进行精确控制才能使工艺要求得到满足。

极型复合自关断器件是使高压变频器发展的代表，这使得高压变频器得到了极大的发展，同时以多电平逆变器技术为代表的高压大容量变频器技术也得到了不断的发展，现在已经成为大功率变频器研究的一大热点。该类装置，已被广泛用在矿山的中高压变频调速场合。特别地控制模式经简洁优化以后形成的SVPWM控制方式，可以使电容的使用寿命得到延长，同时将低畸变的电压输出。

3 kV、6 kV、10 kV电压等级的电机被成为高压电机，与这种电机同时使用，对其进行调速的变频器则为高压变频器。高压变频器的种类也有很多，主要可以分为交交变频器和交直交变频器两种，经常使用的变频器为交直交变频器，这种变频器会经过两次变换，首先，将电源电流转变为直流，再将直流转换为交流电压，以直流部分性质为依据，可以将其分为电流型和电压型两种变频器，以有无中间低压回路为依据，可以将其分为高高变频器和高低变频器两种，除此之外，还有很多不同划分高压变频器的方法。从高压变频器的应用上来看，交流变频器已经在我国各领域中得到了广泛的应用，尤其是石化、冶金等领域，主要应用于特大容量和极高转速之间的交流调速以及节能调速等方面。其中节能调速作用的发挥主要在哪些动态性能要求不高以及精确度不高的平方率负载上，例如风机和水泵。使用变频方法进行调速时，可以使速时效率和功率因数得到提高，进而达到节能的目的。

3 结束语

综上所述，对于企业来说，使用了变频器之后，变频器的质量对于安全生产尤其重要，特别是高压变频器谐波越大对电机的绝缘越会产威胁，所以，企业应该在研发和生产过程中结合变频器容易出现的故障类型采取具体的故障解决措施，进而才能保证变频器可以达到无故障运行，这样才能保证企业生产过程得到安全进行。

参考文献

[1]许朝山，龚仲华.现代变频器的技术特点与发展方向[J].制造技术与机床，2010（1）：52-56.

[2]宋勇.变频器的发展及在钢铁企业中的应用[J].电子技术与软件工程，2014（13）：168-169.

[3]钱冬明，郭玮，管珏琪.从学习UI工具的发展及应用看e-Learning的发展——基于Top100学习工具近五年的排名数据[J].中国电化教育，2012（5）：135-139.

变频电源范文第5篇

【关键词】变频器;故障分析;故障诊断

1、引言

变频器与电动机构成的调速传动系统进入实用化阶段已经有近20年的历史。近年来，随着电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，作为交流电动机主要调速方式的变频调速技术取得了日新月异的进步。变频器以其优异的控制性能和显著的节能效果在多个领域得到广泛的应用。调速系统中的核心变频器是一个复杂的电子系统，易受到电磁环境的影响而发生损坏。因此它与其它设备一样，不可避免地会经常出现各种各样的故障。然而工业系统运行过程中，生产工艺的连续性不允许系统停机，否则将意味着巨大的经济损失。特别是在一些特殊的应用场合，如自动化系统、核能和危险的化学工厂中，更不允许变频器因故障停机。

2、频器故障分析及诊断方法

变频器的主电路基本结构主要由整流电路、中间直流电路、逆变电路组成。据统计，80%的控制系统失效主要是源于元器件的故障[1]，它是变频器最易发生故障的部位。变频器一部分故障是在运行中，频繁出现自动停机现象，伴随一定的故障代码，此时查找相关说明书，按说明书指示查找原因，主要是由于变频器的运行参数不合适，外部工况不满足变频器的使用要求，控制线接线错误促使变频器产生一种保护现象。严格的说这不是真正意义上的故障。

2.1　故障分析方法

当遇到变频器发生故障时，我们要头脑清楚分清故障的类型。通过实践经验我总结了四点原则：先断后送、先外后内、先主后控、先轻后重。

所谓先断后送，就是当变频器发生故障停机时，要先切断变频器电源，仔细观察变频器内主控电路板、控制信号板以及CPU板是否有原件损坏。通过仔细检查无误后送电测试。此时重点检查直流环节和逆变环节，检测直流母线电压不得低于410V。逆变环节重点检查IGBT模块的好坏。检测IGBT模块的办法：将万用表拨在R×10KΩ挡，用黑表笔接IGBT的集电极(C)，红表笔接IGBT的发射极(E)，此时万用表的指针在零位。用手指同时触及一下栅极(G)和集电极(C)，这时IGBT被触发导通，万用表的指针摆向阻值较小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同时触及一下栅极(G)和发射极(E)，这时IGBT被阻断，万用表的指针回零。此时即可判断IGBT是好的。

先外后内，主要指先检查变频器的外部控制回路。例如，电机输入电源、变频器输入电源和控制信号以及停机时的现场的工艺状况最后检查变频器的控制电路。先主后控，主要指先检查变频器的主回路再检查控制回路。先轻后重，主要指在调试时可以先带小负载，比如选一台小型电机放在变频器边上进行调试。当调试完成后再在工艺负载下运行。

2.2　故障诊断方法

变频器一旦出现异常，发生故障，保护功能动作，变频器停止输出，变频器故障节点动作，并在变频器显示板上显示故障代码。用户可根据故障代码提示进行自查;查找故障时的记录，如故障时设定的频率，故障时的输出电流，故障时输出电压，故障时的直流母线电压，故障时的模块温度等等。分析故障原因，找出解决方法。我们重点介绍以下此类故障发生的原因及处理方法[2]。

①过电流故障：此类故障要分清加速过程、减速过程还是电机正常运行中发生过过电流故障。这类故障按下类顺序检查，变频器输出回路电机是否有接地或相间短路、负载状况如何、电网电压、加减速时间是否合适、V/F曲线及转矩提升是否合适、是否旋转中电机直接启动、是否加减速过程中突然加载、PG是否出现码盘出现故障或码盘断线、变频器运行后输出接触器后合上、电流传感器或控制板故障、变频器选型是否过小。另外，在减速过成中是否存在发电能量回馈，此时要加装至东单元和制动电阻。通常变频器的过流保护值等于变频器额定电流的(1.8～1.9)倍。

②电压故障：此类故障分为加速过电压、减速过电压、恒速过电压、欠压故障。这类故障按照下列顺序检查，电源电压、直流母线电压、加减速过程中是否有外力拖动电机运行、是否启动旋转电机、欠压故障要检查整流桥和短接充电电阻的接触器、检测板是否故障、电源板是否故障。此类故障还要注意调节加减速时间以及制动单元。变频器在运行过程中，直流母线电压应该≥537V，根据厂家出厂设置不同失速过电压值等于760～800V，持续时间在1～2分钟，就停机发生过电压报警信号。直流母线欠电压故障时一般小于400～410V，接触器断开显示欠电压故障。

③缺相故障：此类故障分为电源缺相和输出缺相。此时应重点检查电源侧输入端子R、S、T以及变频器输出端子U、V、W是否连接良好，三相电源是否平衡。对于输入缺相故障，变频器通过硬件电路检测三相输入电压，当在空载和轻载的情况下出现输入缺相，直流母线电压能保证513V以上。不影响变频器正常工作。如果在重载情况下，出现输入侧缺相，就会使直流母线电压下降到400V，并引起充电电阻短路接触器掉闸，烧坏充电电阻，所以在重载情况下，20ms内应获得缺相保护动作。对于输出缺相通常由变频器软件设定，只有输出电流大于变频器的额定电流的20%时，才进行输出侧缺相检测，并且经过一定时间延长后(大约1分钟)，才报警缺相保护故障。

④逆变单元故障：这类故障重点检查电机相线间是否短接或对地短路、电机和变频器连线是否太长、环境温度是否太高、模板及散热板是否过热、主控板及电源板是否异常。当组合模块IPM出现过流，过温，控制，控制电压欠压任何一种故障，或检测到输出对地短路，三相输出不平衡时，就报警IPM故障。变频器功率是中等等级的，采用热敏电阻直接检测散热器的温度，散热温度一般设定为85℃。变频器整流桥温度保护一般设定为80℃。

⑤过载故障：这类故障分为变频器过载和电机过载。重点检查负载情况，增大变频器容量。变频器在运行过程中，输出电流大于变频器额定电流，在运行一段时间后会发生过载保护报警。变频器过载保护一般按反时限曲线设定，反时限即变频器的过载电流越大，则持续运行时间越短。该曲线在出厂时由机型参数唯一确定，用户不能更改。变频器在运行过程中，输出电流大于电机的额定电流，在一定时间内产生电机过载保护。电机过载保护参数[3]，它起到电机热继电器保护的作用。

⑥其它故障：外部设备故障、通信故障、接触器未吸合故障、电流检测电路故障。变频器工作正常时，用万用表检测控制板上Iu、Iv或Iw信号，电压值应在2.2～2.7V之间。这类故障一般可根据厂家说明书指示，进行逐一排查。针对矢量型变频器要自整定读取电机的一些参数。可能出现下列故障报警：电机额定参数输入不正确、电机的定子，转子进行自整定时，变频器和电机之间的接线不正确，导致电机输出缺相，使自整定超时、电机带负载进行自整定，或者电机的电感和空载电流值超值。

3、结论

本文重点介绍探讨了变频器的常见故障诊断和维修问题。能够为技术人员提供理论依据在较短时间内使故障变频器得到修复。

参考文献

[1]曾允文.器的故障诊断与处理[J].电气开关，1994，(3)：22-28

[2]李云飞.变频器故障诊断系统[J].微电子学与计算机，2004，(7)：181-184

[3]孙峰涛.变频器故障诊断技术研究与分析[J].电机与控制学报，2005，(9)：271-279